チリのアタカマ砂漠の平らな山の上に、世界最大の望遠鏡の1つが、科学者が「そこに命はあるのか?」という昔からの質問に答える助けになるかもしれません。マゼラン望遠鏡(GMT)は、科学者が宇宙で最も微弱で最も遠い天体を見るための探求において、新しい技術の革新と創造を促しています。
望遠鏡の場所として、科学者は、平均で年間300日以上、光害や晴天のない地域に位置するラスカンパナス天文台を選択しました。 ハーバードスミスソニアン天体物理学センターを含む10の大学と研究センターのコンソーシアムは、望遠鏡の10億ドルの価格をカバーするためにチップを投入しています。 (完成後の年間運用予算は約3, 600万ドルになります。)
「この望遠鏡を構築するための課題は、非常に大きな主鏡を持ちたかったことです」と、ハーバードスミスソニアンセンターのディレクター、チャールズ・アルコックは言います。 「これらのミラーを大きくする必要があるのは、非常にかすかなオブジェクトを探しているためです。」 非常に大きいことは控えめな表現です。 ハッブル宇宙望遠鏡の主鏡の直径は8フィートですが、GMTは80フィート以上になります。 ハッブルの直径の10倍で、遠方の惑星が星の前を10倍も鋭く通過するようなものの画像も作成します。 完成すると、GMTのエンクロージャーは22階建てになり、3つのサッカーフィールドのサイズのエリアが含まれます。
これらの巨大なミラーの構築は、アリゾナ大学のサッカースタジアムの下にあるスチュワード天文台ミラーラボで、チリから7, 000マイル以上離れた場所で行われています。 天文学教授のJ.ロジャーP.エンジェルの指揮のもと、チームはパターン化された外観にちなんで名付けられたGMTの軽量ハニカムミラーをスピンキャスティングしています。 ほとんどの望遠鏡には2つのミラーが含まれていますが、エンジェルと彼のチームは7つ使用しています。 主鏡には、それぞれ重量20トンの7つのガラス片が含まれます。 プライマリミラーを6つの湾曲した外部ミラーが取り囲み、ハーバードスミスソニアンセンターのAlcockが「精密ミラー設計の歴史でユニークな形状」と表現するものを作成します。7つのミラーはモザイクとしてまとめられ、単一の焦点。
望遠鏡が大きくなると、ミラーも必要になります。 エンジェルは、「ガラス製造業ではまったく対処していませんでした」と述べたため、その使命を決定しました。これらのミラーの設計は数十年にわたって行われ、GMTを可能にしました。 エンジェルは、彼の異星人が地球を観察するために望遠鏡を使用している場合、「彼らは私たちに似た鏡を使用していると想像したい」と語る
ハニカムミラーは、これまで以上に科学者を受け入れている超望遠鏡の背後にある不可欠な技術です。 2004年に専用に設置されたアリゾナの大型双眼望遠鏡は、同じくアリゾナの多重鏡望遠鏡(MMT)と同様に、ハニカムミラーを使用しています。 MMTは1970年代に運用を開始し、1992年にAngelが新しいミラーを取り付けました。科学者は、他のタイプの高温のままで画像を損なうきらめく効果とは異なり、夜間に冷却する傾向があるため、これらのミラーを好みます。
6年間の技術革新の後、Angelの研究室は2012年にGMTの最初のミラーを完成しました。現在、チームにはさまざまな開発段階で4つのミラーがあり、それぞれ30人もの作業を行っています。 「最大の課題は、非常に困難な形状の場合に適切な状態にすることです。」とエンジェルは言います。 アリゾナから、完成したミラーは、高速道路で(サイズを制限した要因で)チリに向かうボートに移動します。 エンジェルは、出荷を開始する前に2番目のミラーの完成とテストを待っています。
「巨大マゼラン望遠鏡は、おそらく私たちがこれまでに構築した他のどの望遠鏡よりも、現代の技術に本当に基づいているため、非常に興味深いものです」 「レーザーがあり、この適応可能な光学システムがあります。 シュミットは、GMTコンソーシアムの一部であるオーストラリア国立大学の教員です。
シュミットと他の科学者は、GMTの運用が成功することを期待しています。 幸いなことに、ハッブル宇宙望遠鏡とは異なり、GMTには、万が一問題が発生した場合でも地球ベースであるという利点があります。
「本当のトリックは楽器です」と、ハーバードスミスソニアンセンターの天体物理学者であるアンドレア・デュプリーは言います。
GMTを使用すると、科学者は遠方の惑星を撮影し、おそらくその大気についても学習するのに十分な光を得ることができます。 彼らが酸素の兆候を発見した場合、他の生命体を見つけることはそれほど遠くないかもしれません。 巨大な望遠鏡はまた、科学者が暗黒物質について学び、最初の星がいつ、どのように形成されたかについての質問に答えることを可能にします。 「最初の星を通り抜けて探索する能力は、巨大マゼラン望遠鏡で本当にやりたいことの1つです」とシュミットはイベントで語りました。
GMTの将来に投資した科学者は、彼らの新しいテクノロジーが答える可能性のある宇宙についての種類の質問を予測することは難しいことに同意しています。 「最もエキサイティングな発見は予想外のものになるでしょう」とデュプリーは言います。